JP3613680B2

JP3613680B2 - Winding machine

Info

Publication number: JP3613680B2
Application number: JP2001000293A
Authority: JP
Inventors: 正宜芳賀; 泰彦石丸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP2002203733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する巻枠に導線を巻き付けてコイルを形成する巻線機に関し、特に、導線の巻付き位置を確実に規定できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機や発電機などの回転電機において、高出力化のためにコイルの巻き回数を増加することが行われるが、単純にこの回数を増加すると回転電機の大型化を招く。そこで、回転電機の磁極間の、コイルを納めるスロットの断面積に対するコイルを形成する導線の断面積の総和の割合（以下、占積率と記す）を高めることが行われる。占積率を高めるとは、導線の隙間を少なくすることであり、このために導線を整列させて巻くコイル成形方法およびコイル成形装置が提案されている。このような装置に、特開平７−１８３１５２号公報がある。
【０００３】
このようなコイル成形は、回転電機の磁極またはこれに相当する形状を有する巻枠（芯金）に、導線を一列ずつ隣接する導線と隙間を空けずに巻き、コイルの一層を巻き終わると、その上の層を同様に巻き付け、所定数の層を形成して行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のコイル成形の導線の巻き付けにおいては、ある列から次の列へ導線の巻き付けを移行する列替えのときに、導線のテンションにより導線の位置ずれが生じると、一つの層における導線の巻き付け回数が低下し、占積率が下がる。
【０００５】
このような事態を避けるため、巻枠の巻き付け面に沿って複数のガイド部材を設け、これら複数のガイド部材を巻枠の軸方向に一体的に突出させることにより、巻き付けた導線を巻枠の軸方向（つまり、列の並び方向）に拘束し、これによって、導線の位置ずれを防止することを考えることができる。
【０００６】
ところで、上述した列替えの際には、ガイド部材の先端部が導線拘束位置から後退して次の列の導線を受け入れるための隙間を形成しなければならない。しかし、複数のガイド部材を一体的に軸方向に突出あるいは後退させる構成では、隙間を形成する動作のために、巻枠の全周にわたる複数のガイド部材が全て導線拘束位置から後退することになり、これによって導線の位置ずれが生じてしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、導線の巻付き位置ずれを防止するための新規な手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、回転する巻枠に導線を巻き付けることによりコイルを形成する巻線機であって、巻枠回転軸を挟んで両側に設けられ、巻枠と同期回転し、巻枠に巻き付けられた導線に巻枠回転軸方向から当接し、巻付き位置を規定する第１および第２のガイド部材と、第１及び第２のガイド部材を巻枠回転軸方向に一体的に移動させるアクチュエータと、巻枠と同期回転し、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し巻枠回転軸方向に相対移動するよう駆動するリングカムと、を有し、アクチュエータとリングカムを制御することにより、第 1 及び第２のガイド部材が同時に導線を拘束する姿勢と、第１及び第２のガイド部材のうち、一方のガイド部材が導線を拘束し、かつ他方のガイド部材が導線から退避した姿勢と、を任意に得ることが出来ることを特徴とする巻線機である。
【０００９】
第１の本発明では、アクチュエータとリングカムを制御することにより、第 1 及び第２のガイド部材が同時に導線を拘束する姿勢と、第１及び第２のガイド部材のうち、一方のガイド部材が導線を拘束し、かつ他方のガイド部材が導線から退避した姿勢と、を任意に得ることが出来る。
【００１０】
したがって第１の本発明では、一方のガイド部材が次の列の導線を受け入れるための隙間を形成している際にも、他方のガイド部材が導線を拘束しているので、導線の巻付き位置ずれが防止される。
【００１１】
第２の本発明は、第１の本発明の巻線機であって、リングカムは、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し、突出した姿勢、並んだ姿勢および後退した姿勢の３段階に変位するように駆動することを特徴とする巻線機である。
【００１２】
第２の本発明では、リングカムが、第２のガイド部材を巻枠回転軸方向に３段階に変位させることとしたので、第２のガイド部材の先端部が、第１のガイド部材の先端部に対して突出した姿勢、並んだ姿勢、および後退した姿勢の３種類の第２のガイド部材の姿勢を、比較的簡易な手段により実現できる。
【００１３】
本発明における駆動手段は、ガイド部材が巻枠の回転と連動して動作するように、巻枠の回転力を機械的にガイド部材の運動に変換する機械要素手段とするのが好適であり、特に、ガイド部材に要求される動作を規定したカムと、該カムに従動するカムフォロワとを含むこととするのが好適である。
【００１４】
また、前記カムは前記巻枠とともに回転する回転部材に設けられ、前記カムフォロワは前記巻枠とともには回転せず、前記カムのカム面は巻枠回転軸を取り囲んでおり、前記２つのガイド部材のうちの一のガイド部材が前記回転部材に取り付けられていることとしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。
【００１６】
図１は実施形態の巻線機の要部を示す斜視図であり、図２は正面図であり、図３は平面図である。発明を理解しやすいように、各図は部分的に断面で示され、また適宜簡略化されている。さらに図４は巻線機の機構を示している。
【００１７】
まず図４を参照して巻線機の機構を説明する。巻線機は左右対称に構成されているので、ここでは主として右半分のみを説明する。巻枠（芯金）１の回転軸３は、装置ベース（図示せず）に回転可能に支持されている。回転軸３はモータ５によって回転される。
【００１８】
巻枠１の近傍であって回転軸３を挟んで両側には、本発明における第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７、および第２のガイド部材であるカム動作爪８が設けられている。これらのＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、巻枠１に巻き付けられた導線Ｗに軸方向に当接・押圧し、導線Ｗの巻付き位置を規定することにより、導線Ｗのずれを防止する。
【００１９】
ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、リンク機構９に保持されている。このリンク機構９は、以下に説明するように、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられており、さらにリンク機構９は、リンク要素の回転軸方向の移動を、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の巻枠径方向の移動に変換するように設定されている。
【００２０】
リンク機構９は、第１円盤１１、駆動リンク１３および変換リンク１５を有する。第１円盤１１は、巻枠回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第１円筒１１ａと、第１円筒１１ａから放射状に延びる放射部１１ｂを有する。装置の具体的構成においては放射部１１ｂは円板形状を有する。そして放射部１１ｂには、巻枠径方向にスライド可能にＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が保持されている。
【００２１】
駆動リンク１３は、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第２円筒１３ａにより構成される。回転軸３、第１円筒１１ａおよび第２円筒１３ａは、回転方向には互いに拘束されるが、軸方向には拘束されず相対移動可能である。
【００２２】
変換リンク１５は、第２円筒１３ａと、第１円盤１１の放射部１１ｂにスライド可能に取り付けられているＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の基部とを連結している。図示のように、変換リンク１５は回転軸３に対して斜めに設けられている。
【００２３】
第１アクチュエータ１７は、第１円盤１１を回転軸方向に移動させる。第１円盤１１は回転軸３に対して相対的に軸方向に移動し、これによりＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は互いに同期して、巻枠１に対して回転軸方向に移動する。
【００２４】
また第２アクチュエータ２１は、第１円盤１１に対して駆動リンク１３を回転軸方向に相対移動させる。駆動リンク１３の移動は、変換リンク１５により、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の径方向の移動に変換される。すなわち、図４の状態から駆動リンク１３が巻枠１に近づくと、回転軸３と変換リンク１５のなす角度が小さくなる。そしてＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が回転軸３に引き寄せられる。駆動リンク１３が巻枠１から遠ざかったときは、逆にＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が回転軸３から離れる。傘の骨組みと同様の原理が適用されている。
【００２５】
カム動作爪８は、巻枠１の回転力を機械的に変換して利用する機械要素手段により導線Ｗに向って突出あるいは導線Ｗから後退方向に駆動される。回転軸３と一体的に回転する第１円盤１１には、内側リングカム２０６と外側リングカム２０８が設けられており、特に外側リングカム２０８のプロフィールに従って、カム動作爪８が駆動される。
【００２６】
図５は、第１円盤１１を回転軸方向から見た図である。内側リングカム２０６と外側リングカム２０８は、回転軸３を取り囲む同心円を描いている。リングカム２０６，２０８は円周方向に沿って起伏を有する、いわゆる端面カムである。カム面のプロフィールは、カム動作爪８に所望の軸方向の動作を行わせるように設定されている。
【００２７】
図６に示すように、外側リングカム２０８は、０度から７５度までの範囲が、カム面が低い基準部分（高さＺ）となっており、１８０度から２７０度までの範囲（図５におけるハッチング部分）は、カム面が高いオン部分（高さＹ）となっている。９０度から１６５度、および２８５度から３４５度までの範囲は、中程度の高さの中立部分（高さＸ）となっている。各部分の間のそれぞれ１５度ずつの領域には、各部分を結ぶ滑らかな接続斜面が形成されている。
【００２８】
内側リングカム２０６は、その高さが変化せず、上記外側リングカム２０８における中立部分と同じ高さ（高さＸ）に設定されている。
【００２９】
カム動作爪８は、スリーブ８ａを介して第１円盤１１に巻枠回転軸方向に伸縮自在に保持されている。回転軸３には、カム動作爪８を突出あるいは後退駆動するための第２円盤３１が、軸方向に相対移動可能かつ回転方向に相対回転不能に設けられている。第２円盤３１には、カム動作爪８が巻枠径方向にスライド可能に保持されている。
【００３０】
装置ベース（図示せず）には、ブラケット３３が、軸方向にスライド可能に設けられている。ブラケット３３の一方の先端のフォーク３３ａには、２個一対の対向ローラが設けられている。対向ローラは第２円盤３１を挟んでいる。ブラケット３３の他方の先端には、カムの有効・無効を切り替えるための切替アクチュエータ２１４を介して、カムフォロワ３５が設けられている。切替アクチュエータ２１４は、カムフォロワ３５を回転軸３に向かう径方向に移動させて、カムフォロワ３５を外側リングカム２０８または内側リングカム２０６のカム面に選択的に当接させる。カムフォロワ３５が外側リングカム２０８のカム面に当接するとカムが有効（作動状態）となる。ブラケット３３は、図示しないバネによって第１円盤１１に対向する方向に付勢されている。
【００３１】
カムフォロワ３５が、第１円盤の外側リングカム２０８の高い位置であるオン部分に来ると、カムフォロワ３５が押され、ブラケット３３を介して、対向ローラに挟まれた第２円盤３１が回転軸方向に移動し、カム動作爪８が突出方向に駆動される。
【００３２】
カムフォロワ３５がオン部分に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部の位置に対して回転軸方向に突出した位置になる。カムフォロワ３５が中立部分に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部に対して回転軸方向に等しい位置になる。カムフォロワ３５が基準位置に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部に対して後退した位置になる。
【００３３】
以上により、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は巻枠１と同期回転しながら、巻枠１に対して回転軸方向および径方向に移動することができる。ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は回転軸方向には外側リングカム２０８により独立して移動し、径方向には同位置をとる。
【００３４】
本実施形態では、リンク機構を動かす第１アクチュエータ１７および第２アクチュエータ２１は、駆動対象部材を巻枠回転軸方向にのみ移動させる。この場合、各アクチュエータ１７，２１は、巻枠１とともに回転しないでも必要な機能が果たせる。そこで、各アクチュエータは回転しないように装置ベース等に設置されている。
【００３５】
なお、制御部２３は、モータ５、第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２１、切替アクチュエータ２１４および他のアクチュエータ類を連携して動作させる。制御部２３は、巻線機に設けられたセンサからの信号に基づいて各アクチュエータに制御信号を送る。
【００３６】
次に、図２および図３を参照し、巻線機の具体的な構成を説明する。
【００３７】
装置ベース３０の両端に巻枠支持台３２が設置され、巻枠支持台３２により巻枠１と回転軸３が軸支されている。回転軸３の両端のプーリ３４に駆動ベルト３６が掛けられ、駆動ベルト３６は、装置ベース３０の下側にある駆動シャフト３８のプーリ４０にも掛けられている。駆動シャフト３８がモータ５によりベルト駆動され、これにより巻枠１が回転する。
【００３８】
装置ベース３０上にはガイドテーブル４２が搭載されている。ガイドテーブル４２は、装置ベース３０に設けられたレール４４に沿って巻枠回転軸方向にスライド可能である。左右のガイドテーブル４２には、それぞれ第１アクチュエータ１７（図３参照）が設けられている。第１アクチュエータ１７はモータである。
【００３９】
ガイドテーブル４２にはガイド保持台４８が固定されている。ガイド保持台４８は、回転軸３と同軸に設けられた第１円盤１１を軸支する。この第１円盤１１は、後述する第２円筒１３ａを介して回転軸３と回転方向に拘束され、回転軸３と同期回転する。また第１円盤１１は、ガイド保持台４８に対しては軸方向に拘束され相対回転可能に保持されている。
【００４０】
第１円盤１１は、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８を保持している。ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、第１円盤１１のレール５８（図３参照）に取り付けられ、第１円盤１１に対して径方向にスライド可能である。
【００４１】
カム動作爪８は、軸方向に伸縮可能である。カム動作爪８の先端側の部分は、第２円盤３１に取り付けられている。ガイドテーブル４２には、図示しないレールを介してブラケット３３（図１参照）がスライド可能に保持されている。ブラケット３３のフォーク３３ａの対向ローラが、第２円盤３１を挟んでいる。このフォーク３３ａが第２円盤３１を軸方向に移動し、これによりカム動作爪８が突出あるいは後退方向に移動する。
【００４２】
第２円盤３１は、伸縮可能なアーム６１により第１円盤１１に保持されており、巻枠１と同軸に同期回転する。またカム動作爪８の先端側の部分は、第２円盤３１に対して軸方向には固定されているが、径方向には移動可能に設けられている。
【００４３】
さらに、ガイドテーブル４２には駆動円筒支持台６２が搭載されている。支持台６２は、ガイドテーブル４２上のレール６４に取り付けられ、ガイドテーブル４２に対して巻枠回転軸方向にスライド可能である。
【００４４】
駆動円筒支持台６２は第２円筒１３ａを軸支している。第２円筒１３ａは回転軸３と同軸に設けられている。第２円筒１３ａは、回転軸３に対して回転方向に拘束されており、両者は同期回転する。第２円筒１３ａは、第１円盤１１に対し径方向にスライド可能に取り付けられているＮＣ動作爪７およびカム動作爪８と、変換リンク１５を介して第１円盤１１と連結されている。
【００４５】
次に図３を参照して、第２円筒１３ａを移動させるための構成を説明する。図３に示すように、一方のガイドテーブル４２（本実施形態では左側のテーブル）に、第２アクチュエータ２１が固定されている。第２アクチュエータ２１はモータである。
【００４６】
第２アクチュエータ２１は、巻枠回転軸と平行に設けられた第１シャフト７０を回転させる。第１シャフト７０は、駆動円筒支持台６２と噛み合ってボールねじ機構７２を形成している。支持台６２は、逆さ配置されたＴ字型を有しており、回転軸に対して直角方向に延びた足部分で第１シャフト７０と係合している。
【００４７】
第１シャフト７０は、もう一方のガイドテーブル４２、すなわち右側のテーブルまで延びている。第１シャフト７０は右側のテーブルで軸受支持部７４に支持されている。
【００４８】
右側のテーブルには、第１シャフト７０と平行に第２シャフト７６が設けられ、第２シャフト７６は軸受支持部７８で支持されている。第２シャフト７６も、第１シャフト７０と同様に、駆動円筒支持台６２と係合してボールねじ機構を形成している。
【００４９】
第１シャフト７０に取り付けられた歯車８０と、第２シャフト７６に取り付けられた歯車８２が噛み合っており、両歯車の歯数は同一である。各シャフトと歯車との間にはボールスプライン機構が設けられている。したがってシャフト７０，７６は、それぞれ歯車８０，８２に対して軸方向に移動できる。
【００５０】
第２アクチュエータ２１が第１シャフト７０を回転させると、歯車を介して第２シャフト７６も同じだけ回転する。そして、左右両テーブルで同時にボールねじ機構が機能して、駆動円筒支持台６２が軸方向に移動する。これにより、第２円筒１３ａが第１円盤１１に対して軸方向に移動する。
【００５１】
第１シャフト７０と第２シャフト７６は反対方向に同じだけ回転するので、両側の駆動円筒は装置ベース上で反対方向に（巻枠を基準にしたときは同方向に）同じ量だけ動く。つまり両駆動円筒は同時に巻枠に近づき、あるいは巻枠から遠ざかる。
【００５２】
上述のように、シャフト７０，７６と歯車８０，８２はスライド可能である。このスライド移動は、ガイドテーブル４２が装置ベース３０に対して移動したときに生じる。このスライドにより、ガイドテーブル４２が移動しても両歯車の噛み合い状態が確保される。
【００５３】
導線は、巻枠１の近傍に設置されたノズル（図示せず）から供給される。ノズルは、例えば互いに直交して配置された２対のローラにより構成され、これらのローラの隙間を通って導線は巻枠１に供給される。ノズルは、図示しないアクチュエータにより巻枠１に対して相対移動可能とされており、巻枠回転軸方向（図７においてＢ−Ｂ方向）に往復移動する。この往復移動により導線Ｗの供給方向が変わり、導線Ｗは一つの列から次の列へ移行することができる。
【００５４】
図７に示すように、巻枠１は、その軸方向の両端部からフランジ１２により挟まれている。フランジ１２の透孔を通じて、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が軸方向に突出あるいは後退し、これによって導線Ｗの形状が規定される。
【００５５】
図７は図中右側から左側に向けて、図中Ａ方向に導線Ｗの列を形成する場合を示しており、この動作の間中、図中右側のＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、右側のフランジ１２の端面と同一平面上にある。他方、図中左側のＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、両者のいずれか一方が次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成している際、つまり図７において符号Ｄで示される状態のときに、他方が導線Ｗを、図７において符号Ｅで示される状態に拘束する。
【００５６】
次に、図８〜図１０を参照し、本実施形態の巻線機による導線巻き付けの動作を説明する。本実施形態では、四角形断面を有する導線である平角線を用いてコイルが形成される。図８（ａ）は図７の巻枠１のＣ−Ｃ断面を示し、また図８（ｂ）（ｃ）、図９および図１０は、図８（ａ）の状態から巻枠１が回転した場合の各タイミングにおけるＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面と巻き取られた導線Ｗとの当接の状態を示す。図８〜図１０において、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、巻き取られた導線Ｗと当接している先端面が編目模様で示され、また当接しておらず導線Ｗの側面から浮上している先端面が白抜きで示される。図８〜図１０の導線Ｗにおいてハッチングで表示している部分は、図７の巻枠１において看者側を向いている部分、すなわち導線Ｗの巻き始めの部分と横並びになる部分を示し、この部分ではある列（例えば第ｎ列）から次の列（例えば第ｎ＋１列）への列替えが行われる。
【００５７】
図８（ａ）において、フランジ１２の一方に設けられた適宜のクランプ部（図示せず）により先端をクランプされた導線が、図中時計方向に回転する巻枠１に巻き取られる。いま、回転角０度の状態では、ＮＣ動作爪７は突出位置にあり、導線Ｗのうち巻枠１に既に巻き取られている部分の側面を押圧している。他方、導線Ｗのうち巻き取られていない部分と巻枠１との接点に対し前方（図中反時計方向側）である巻枠１の上辺に位置しているカム動作爪８は、後退した状態にある。その結果、カム動作爪８の先端面とフランジ１２との間、またはカム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成されている。
【００５８】
したがって、巻枠１が４５度回転した図８（ｂ）の状態においては、カム動作爪８の先端面とフランジ１２との間、またはカム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗとの間に、次の列の導線Ｗが受け入れられる。
【００５９】
次に、回転角度が７５度に達すると、第１円盤１１の外側リングカム２０８のオン部分がカムフォロワ３５を押し出すことより、カム動作爪８が突出方向に駆動される。その結果、巻枠１が９０度回転した図８（ｃ）の状態では、カム動作爪８の先端が、既に巻き取られている導線Ｗの側面に当接する。このとき、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の先端面とはいずれも突出状態であり、かつ両者は軸方向に等しい位置にある。
【００６０】
巻枠１が１３５度回転した図９（ａ）の状態では、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の関係は変化しない。
【００６１】
回転角度が１６５度に達すると、第１アクチュエータ１７の作用により、ＮＣ動作爪７の後退が開始され、ＮＣ動作爪７の先端面は、巻枠１が１８０度回転した図９（ｂ）の状態では、一杯まで後退した位置にある。この結果、ＮＣ動作爪７の先端面とフランジ１２との間、またはＮＣ動作爪７の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成される。
【００６２】
ここで、ＮＣ動作爪７の後退動作の間、カム動作爪８はその先端面の位置を維持しなければならない。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、中立位置からオン位置へと移行することで実現される。
【００６３】
巻枠１が２２５度回転した図９（ｃ）の状態では、ＮＣ動作爪７の先端面とフランジ１２との間、またはＮＣ動作爪７の先端面と既に巻き取られている導線Ｗとの間に、次の列の導線Ｗが受け入れられる。このときカム動作爪８の先端面は、ＮＣ動作爪７の先端面に対し前側にある。
【００６４】
巻枠１が２７０度回転した図１０（ａ）の状態では、後退していたＮＣ動作爪７が、既に巻き取られている巻線Ｗの側面を押すために前進を開始する。ここで、ＮＣ動作爪７の前進動作の間、既に前進位置にあるカム動作爪８が巻き取り済みの導線Ｗの側面を押しすぎないように、カム動作爪８の先端面の位置を維持しなければならない。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、オン位置から中立位置へと移行することで実現される。この移行は、回転角度２８５度のタイミングで完了し、その結果、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の先端面とはいずれも導線Ｗを押している状態となり、かつ両者は軸方向に等しい位置にある。
【００６５】
巻枠１が３１５度回転した図１０（ｂ）の状態を経て、回転角度が３４５度になると、カム動作爪８は、まだ巻き取られていない導線Ｗとの干渉を防ぐための後退動作を開始する。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、中立位置から基準位置へと移行することで実現される。その結果、カム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成される。
【００６６】
このようにして３６０度回転した図１０（ｃ）の状態へと移行する。ここでは図中ハッチングで示す列替え部分の巻き付けが行われるが、その際にＮＣ動作爪７が突出状態にあり導線Ｗを拘束しているので、導線Ｗの位置ずれや巻き崩れが特に生じやすい部分である列替え部分においても、この位置ずれや巻き崩れを効果的に防止できる。このようにして、以下これらの動作が繰り返される。なお、巻枠１の回転に伴い、巻枠１に対するカム動作爪８およびＮＣ動作爪７の絶対位置は、１回転につき導線Ｗの太さに相当する寸法だけ、徐々に後退する。また、第１層の巻き付けが終了すると、その上に第２層、第３層の巻き付けが行われ、所定の層数の巻き付けが済むと巻き付け工程が終了する。
【００６７】
これらの一連の工程における回転角度と、ＮＣ動作爪７・カム動作爪８の動作との関係は、図１１に示されている。
【００６８】
なお、巻き付け工程が終了すると、一方のフランジ１２が巻枠１から取り外され、他方のカム動作爪８およびＮＣ動作爪７が共に前進することにより、巻枠１からコイルが取り外される。このとき、カム動作爪８およびＮＣ動作爪７の前進は、第１アクチュエータ１７のみを作動させることによって実現できる。
【００６９】
以上のとおり、本実施形態では、第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７の作用点である先端面が、巻枠１または巻枠１に既に巻き付けられた下層の導線層と、巻き付け前の導線Ｗと、の接点を横切る際に、ＮＣ動作爪７の先端面が後退して次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成し、かつ、第２のガイド部材であるカム動作爪８が導線Ｗとの当接状態を保つようにする。
【００７０】
また、逆に、第２のガイド部材であるカム動作爪８の作用点である先端面が、前記接点を横切る際に、カム動作爪８の先端面が後退して次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成し、かつ第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７が導線Ｗとの当接状態を保つようにする。
【００７１】
このように本実施形態では、一方のガイド部材が次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成している際にも、他方のガイド部材が導線Ｗを拘束する、という関係が交互に繰り返されるので、導線の巻付き位置ずれが防止される。これにより、各層の列数を確保することができ、コイル全体も正確な形状にすることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、駆動手段が、第１のガイド部材としてのＮＣ動作爪７を突出あるいは後退させる第１の駆動手段である第１アクチュエータ１７と、ＮＣ動作爪７に対して第２のガイド部材であるカム動作爪８を突出あるいは後退させる第２の駆動手段とである外側リングカム２０８と、を含むこととしたので、上記第１の本発明の効果に加え、第１アクチュエータ１７のみを作動させることによりＮＣ動作爪７とカム動作爪８とを一体的に突出あるいは後退動作させることが可能であり、そのような動作を、巻き終わったコイルの取り外しの場面で利用することができる。
【００７３】
また本実施形態では、第２の駆動手段である外側リングカム２０８が、第２のガイド部材であるカム動作爪８を突出あるいは後退方向に「オン位置」「中立位置」「基準位置」の３段階に対応させて変位させることとしたので、カム動作爪８の先端部が、第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７の先端部に対して突出した姿勢、並んだ姿勢、および後退した姿勢の３種類の姿勢を、比較的簡易な手段により実現できる。
【００７４】
また本実施形態では、退避を終えたＮＣ動作爪７またはカム動作爪８の突出位置への復帰が完了するタイミングを、隙間への導線Ｗの受け入れと略同時（回転角度９０度の状態）とするほか、隙間への導線Ｗの受け入れより後（回転角度２８５度の状態）とする構成としたが、この復帰完了のタイミングは、隙間への導線Ｗの受け入れと同時あるいは以後であれば、いずれのタイミングでも良い。尚、このタイミングが早過ぎれば導線Ｗの受け入れを失敗するおそれが高まる。他方、このタイミングを遅らせれば導線Ｗの受け入れを確実に行えるが、導線Ｗの被覆層を損傷するおそれが高まることになる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、本発明を、巻枠１が自転することによって導線Ｗを巻き付ける構成の巻線機に適用した例について説明したが、本発明は、巻線Ｗを供給するノズルが巻枠１の周りを公転する構成の巻線機や、巻枠１とノズルとが相互に公転する構成の巻線機についても適用することができる。
【００７６】
巻枠１が回転することによって導線Ｗを巻き付ける構成の場合には、本発明における駆動手段は、ガイド部材が巻枠の回転と連動して動作するように、巻枠の回転力を機械的にガイド部材の運動に変換する機械要素手段とするのが好適であり、特に、ガイド部材に要求される動作を規定したカムと、該カムに従動するカムフォロワとを含むこととすれば足り、本発明は上記実施形態の態様には限定されない。
【００７７】
また、前記カムは前記巻枠とともに回転する回転部材に設けられ、前記カムフォロワは前記巻枠とともには回転せず、前記カムのカム面は巻枠回転軸を取り囲んでおり、前記２つのガイド部材のうちの一のガイド部材が前記回転部材に取り付けられていることとするのが特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の巻線機の要部を示す斜視図である。
【図２】巻線機の正面図である。
【図３】巻線機の平面図である。
【図４】巻線機の機構を示す図である。
【図５】第１円板を示す側面図である。
【図６】第１円盤の外側リングカムおよび内側リングカムのプロフィールを示す図である。
【図７】コイルの巻き付け工程を示す正面図である。
【図８】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図９】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図１１】コイルの巻き付け工程とＮＣ動作爪・カム動作爪の動作との関係を示す表である。
【符号の説明】
１巻枠、３回転軸、５モータ、７ＮＣ動作爪、８カム動作爪、１１第１円盤、１２フランジ、１３駆動リンク、１３ａ第２円筒、１５変換リンク、１７第１アクチュエータ、２１第２アクチュエータ、２３制御部、３５カムフォロワ、２０８外側リングカム、Ｗ導線。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding machine that forms a coil by winding a conducting wire around a rotating winding frame, and more particularly to an apparatus that can reliably define a winding position of a conducting wire.
[0002]
[Prior art]
In rotating electrical machines such as electric motors and generators, the number of windings of the coil is increased in order to increase the output, but simply increasing the number of times leads to an increase in the size of the rotating electrical machine. Therefore, the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the conductors forming the coil to the cross-sectional area of the slot that houses the coil between the magnetic poles of the rotating electrical machine (hereinafter referred to as a space factor) is increased. Increasing the space factor means reducing the gap between the conductive wires, and for this purpose, a coil forming method and a coil forming apparatus for arranging and winding the conductive wires have been proposed. There exists Unexamined-Japanese-Patent No. 7-183152 in such an apparatus.
[0003]
Such coil forming is performed by winding a conductor wire one by one without leaving a gap between adjacent magnetic wires or a winding frame (core metal) having a shape corresponding to the magnetic pole of a rotating electric machine, The upper layer is similarly wound to form a predetermined number of layers.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the winding of the above-described coil-formed conductors, the number of times of winding of the conductor in one layer is caused when the conductor is displaced due to the tension of the conductor when changing the winding of the conductor from one row to the next. Decreases and the space factor decreases.
[0005]
In order to avoid such a situation, a plurality of guide members are provided along the winding surface of the winding frame, and the plurality of guide members are integrally protruded in the axial direction of the winding frame, so that the wound conductor is connected to the winding frame. It can be considered that the position is constrained in the axial direction (that is, the direction in which the rows are arranged), thereby preventing the displacement of the conductors.
[0006]
By the way, at the time of the rearrangement described above, the tip of the guide member isFrom the lead wire restraint positionA gap must be created to retract and accept the next row of conductors. However, a plurality of guide members are integrally projected in the axial direction.OrIn the retracted configuration, all of the guide members around the entire circumference of the reel are used to form a gap.From the lead wire restraint positionIt will retreat, and this will cause the position deviation of the conducting wire.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel means for preventing a winding position deviation of a conducting wire.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention isRotateA winding machine that forms a coil by winding a conducting wire around a winding frame,Provided on both sides across the reel rotation axis, rotated synchronously with the reel, and wound around the reelLead wireFrom the reel rotation axis directionContactAnd specify the winding positionFirst and second guide members;An actuator that integrally moves the first and second guide members in the reel rotation axis direction, and a synchronous rotation with the reel, and the second guide member in the reel rotation axis direction with respect to the first guide member A ring cam that is driven to move relative to each other, and by controlling the actuator and the ring cam, 1 And a posture in which the second guide member simultaneously restrains the conducting wire, and a posture in which one guide member restrains the conducting wire and the other guide member retracts from the conducting wire among the first and second guide members. Can be obtained arbitrarilyThis is a winding machine.
[0009]
In the first invention,By controlling the actuator and ring cam, 1 And a posture in which the second guide member simultaneously restrains the conducting wire, and a posture in which one guide member restrains the conducting wire and the other guide member retracts from the conducting wire among the first and second guide members. Can be obtained arbitrarily.
[0010]
Therefore, in the first aspect of the present invention, even when one guide member forms a gap for receiving the next row of conductors, the other guide member restrains the conductor, so that the winding position of the conductor is Misalignment is prevented.
[0011]
First2The present invention is the first1The winding machine of the present invention,Ring camIs the second guide memberWith respect to the first guide member in a protruding posture, a side-by-side posture, and a retracted posture.To be displaced in three stagesTo driveIt is a winding machine characterized by moving.
[0012]
First2In the present invention,Ring camBut the second guide memberReel rotation axisSince the second guide member is displaced in three stages in the direction, the tip of the second guide member has three types of postures: a posture protruding from the tip of the first guide member, an aligned posture, and a retracted posture. The posture of the second guide member can be realized by relatively simple means.
[0013]
BookThe driving means in the invention is preferably a mechanical element means for mechanically converting the rotational force of the reel into the movement of the guide member so that the guide member operates in conjunction with the rotation of the reel. It is preferable to include a cam that defines the operation required for the guide member and a cam follower that follows the cam.
[0014]
The cam is provided on a rotating member that rotates together with the reel, the cam follower does not rotate with the reel, the cam surface of the cam surrounds the reel rotating shaft, and the two guide members One of the guide members may be attached to the rotating member.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments (hereinafter referred to as embodiments) of the invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of the winding machine of the embodiment, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a plan view. In order to facilitate understanding of the invention, each drawing is partially shown in cross section and simplified as appropriate. Further, FIG. 4 shows the mechanism of the winding machine.
[0017]
First, the mechanism of the winding machine will be described with reference to FIG. Since the winding machine is configured symmetrically, only the right half will be mainly described here. A rotating shaft 3 of the winding frame (core metal) 1 is rotatably supported by an apparatus base (not shown). The rotating shaft 3 is rotated by a motor 5.
[0018]
An NC operation claw 7 as a first guide member and a cam operation claw 8 as a second guide member in the present invention are provided in the vicinity of the reel 1 and on both sides of the rotary shaft 3. . The NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are brought into contact with and pressed in the axial direction on the conductor W wound around the winding frame 1 to regulate the winding position of the conductor W, thereby preventing the deviation of the conductor W. To do.
[0019]
The NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are held by the link mechanism 9. As will be described below, the link mechanism 9 is provided so as to rotate synchronously coaxially with the rotary shaft 3, and the link mechanism 9 further moves the link element in the direction of the rotary axis in accordance with the NC operation claw 7 and It is set to convert the movement of the cam operating pawl 8 in the reel radial direction.
[0020]
The link mechanism 9 includes a first disk 11, a drive link 13, and a conversion link 15. The first disk 11 includes a first cylinder 11a provided so as to rotate synchronously coaxially with the reel rotation shaft 3, and a radiating portion 11b extending radially from the first cylinder 11a. In a specific configuration of the apparatus, the radiating portion 11b has a disk shape. The radiating portion 11b holds the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 so as to be slidable in the reel diameter direction.
[0021]
The drive link 13 is configured by a second cylinder 13 a provided so as to rotate synchronously and coaxially with the rotary shaft 3. The rotating shaft 3, the first cylinder 11a, and the second cylinder 13a are constrained to each other in the rotational direction, but are relatively unmovable in the axial direction.
[0022]
The conversion link 15 connects the second cylinder 13 a and the bases of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 that are slidably attached to the radiating portion 11 b of the first disk 11. As illustrated, the conversion link 15 is provided obliquely with respect to the rotation shaft 3.
[0023]
The first actuator 17 moves the first disk 11 in the rotation axis direction. The first disk 11 moves in the axial direction relative to the rotary shaft 3, whereby the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 move in the rotation axis direction with respect to the reel 1 in synchronization with each other.
[0024]
The second actuator 21 moves the drive link 13 relative to the first disk 11 in the direction of the rotation axis. The movement of the drive link 13 is converted into movement in the radial direction of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 by the conversion link 15. That is, when the drive link 13 approaches the reel 1 from the state of FIG. 4, the angle formed by the rotary shaft 3 and the conversion link 15 becomes small. Then, the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are attracted to the rotating shaft 3. When the drive link 13 moves away from the reel 1, the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are separated from the rotary shaft 3. The same principle is applied to the framework of an umbrella.
[0025]
The cam operation claw 8 is obtained by mechanical element means that mechanically converts the rotational force of the reel 1 and uses it.Toward the conductor WProtrusionOr from lead WDriven in the backward direction. An inner ring cam 206 and an outer ring cam 208 are provided on the first disk 11 that rotates integrally with the rotary shaft 3, and the cam operation pawl 8 is driven according to the profile of the outer ring cam 208 in particular.
[0026]
FIG. 5 is a view of the first disk 11 as seen from the direction of the rotation axis. The inner ring cam 206 and the outer ring cam 208 draw concentric circles surrounding the rotation shaft 3. The ring cams 206 and 208 are so-called end face cams having undulations along the circumferential direction. The profile of the cam surface is set so that the cam operation pawl 8 performs a desired axial operation.
[0027]
As shown in FIG. 6, the outer ring cam 208 has a reference portion (height Z) having a low cam surface in the range from 0 degrees to 75 degrees, and a range from 180 degrees to 270 degrees (in FIG. 5). The hatched portion is an ON portion (height Y) with a high cam surface. The range from 90 degrees to 165 degrees and from 285 degrees to 345 degrees is a neutral portion (height X) having a medium height. In each region of 15 degrees between the portions, smooth connecting slopes connecting the portions are formed.
[0028]
The inner ring cam 206 does not change its height, and is set to the same height (height X) as the neutral portion of the outer ring cam 208.
[0029]
The cam operating claw 8 is held by the first disk 11 via a sleeve 8a so as to be extendable and contractible in the reel rotation axis direction. A cam operating claw 8 protrudes from the rotating shaft 3.OrA second disk 31 for backward driving is provided so as to be relatively movable in the axial direction and not relatively rotatable in the rotational direction. The second disk 31 holds the cam operating claw 8 so as to be slidable in the reel diameter direction.
[0030]
A bracket 33 is provided on an apparatus base (not shown) so as to be slidable in the axial direction. A pair of opposed rollers are provided on the fork 33a at one end of the bracket 33. The opposing roller sandwiches the second disk 31. A cam follower 35 is provided at the other end of the bracket 33 via a switching actuator 214 for switching the cam between valid and invalid. The switching actuator 214 moves the cam follower 35 toward the rotation shaft 3.DiameterIn the directionMoveThus, the cam follower 35 is selectively brought into contact with the cam surface of the outer ring cam 208 or the inner ring cam 206. When the cam follower 35 comes into contact with the cam surface of the outer ring cam 208, the cam becomes effective (operating state). The bracket 33 is urged in a direction facing the first disk 11 by a spring (not shown).
[0031]
When the cam follower 35 comes to the ON portion, which is a higher position of the outer ring cam 208 of the first disc, the cam follower 35 is pushed and the second disc 31 sandwiched between the opposing rollers moves in the direction of the rotation axis via the bracket 33. Then, the cam operating claw 8 is driven in the protruding direction.
[0032]
When the cam follower 35 is in contact with the ON portion, the tip of the cam operating claw 8 is in a position protruding in the rotation axis direction with respect to the position of the tip of the NC operating claw 7. When the cam follower 35 is in contact with the neutral portion, the tip of the cam operation claw 8 is at a position equal to the rotation axis direction with respect to the tip of the NC operation claw 7. When the cam follower 35 is in contact with the reference position, the tip of the cam operating claw 8 is in a position retracted from the tip of the NC operating claw 7.
[0033]
As described above, the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 can move in the rotation axis direction and the radial direction with respect to the winding frame 1 while rotating in synchronization with the winding frame 1. The NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are independently moved by the outer ring cam 208 in the rotation axis direction, and have the same position in the radial direction.
[0034]
In the present embodiment, the first actuator 17 and the second actuator 21 that move the link mechanism move the drive target member only in the reel rotation axis direction. In this case, the actuators 17 and 21 can perform necessary functions without rotating together with the reel 1. Therefore, each actuator is installed on the apparatus base so as not to rotate.
[0035]
The control unit 23 operates the motor 5, the first actuator 17, the second actuator 21, the switching actuator 214, and other actuators in cooperation. The control unit 23 sends a control signal to each actuator based on a signal from a sensor provided in the winding machine.
[0036]
Next, a specific configuration of the winding machine will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
[0037]
A reel support base 32 is installed at both ends of the apparatus base 30, and the reel 1 and the rotary shaft 3 are pivotally supported by the reel support base 32. A drive belt 36 is hung on pulleys 34 at both ends of the rotating shaft 3, and the drive belt 36 is also hung on a pulley 40 of a drive shaft 38 on the lower side of the apparatus base 30. The drive shaft 38 is belt driven by the motor 5, whereby the winding frame 1 rotates.
[0038]
A guide table 42 is mounted on the apparatus base 30. The guide table 42 is slidable in the reel rotation axis direction along a rail 44 provided on the apparatus base 30. The left and right guide tables 42 are each provided with a first actuator 17 (see FIG. 3). The first actuator 17 is a motor.
[0039]
A guide holding base 48 is fixed to the guide table 42. The guide holding base 48 supports the first disk 11 provided coaxially with the rotary shaft 3. The first disk 11 is constrained in the rotation direction with the rotary shaft 3 via a second cylinder 13 a described later, and rotates synchronously with the rotary shaft 3. The first disk 11 is axially restrained with respect to the guide holding base 48 and is held so as to be relatively rotatable.
[0040]
The first disk 11 holds the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8. The NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are attached to a rail 58 (see FIG. 3) of the first disk 11 and are slidable in the radial direction with respect to the first disk 11.
[0041]
The cam operation pawl 8 can be expanded and contracted in the axial direction. A portion on the distal end side of the cam operation claw 8 is attached to the second disk 31. A bracket 33 (see FIG. 1) is slidably held on the guide table 42 via a rail (not shown). The opposing roller of the fork 33 a of the bracket 33 sandwiches the second disk 31. The fork 33a moves on the second disk 31 in the axial direction, so that the cam operation pawl 8 protrudes.OrMove backward.
[0042]
The second disk 31 is held on the first disk 11 by an extendable arm 61, and rotates synchronously with the reel 1. Further, the tip portion of the cam operation pawl 8 is fixed in the axial direction with respect to the second disk 31 but is provided so as to be movable in the radial direction.
[0043]
Further, a driving cylindrical support 62 is mounted on the guide table 42. The support base 62 is attached to a rail 64 on the guide table 42 and is slidable in the reel rotation axis direction with respect to the guide table 42.
[0044]
The drive cylinder support 62 supports the second cylinder 13a. The second cylinder 13 a is provided coaxially with the rotary shaft 3. The second cylinder 13a is constrained in the rotation direction with respect to the rotation shaft 3, and both rotate synchronously. The second cylinder 13 a is connected to the first disk 11 via a conversion link 15 and an NC operation claw 7 and a cam operation claw 8 that are attached to the first disk 11 so as to be slidable in the radial direction.
[0045]
Next, a configuration for moving the second cylinder 13a will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the second actuator 21 is fixed to one guide table 42 (the left table in the present embodiment). The second actuator 21 is a motor.
[0046]
The second actuator 21 rotates the first shaft 70 provided in parallel with the reel rotation axis. The first shaft 70 meshes with the drive cylindrical support base 62 to form a ball screw mechanism 72. The support base 62 has a T-shape arranged upside down, and is engaged with the first shaft 70 by a foot portion extending in a direction perpendicular to the rotation axis.
[0047]
The first shaft 70 extends to the other guide table 42, that is, the right table. The first shaft 70 is supported by the bearing support 74 on the right table.
[0048]
The right table is provided with a second shaft 76 parallel to the first shaft 70, and the second shaft 76 is supported by a bearing support portion 78. Similarly to the first shaft 70, the second shaft 76 is engaged with the drive cylindrical support base 62 to form a ball screw mechanism.
[0049]
The gear 80 attached to the first shaft 70 and the gear 82 attached to the second shaft 76 are meshed, and the number of teeth of both gears is the same. A ball spline mechanism is provided between each shaft and the gear. Thus, shafts 70 and 76 can move axially relative to gears 80 and 82, respectively.
[0050]
When the second actuator 21 rotates the first shaft 70, the second shaft 76 also rotates by the same amount via the gear. Then, the ball screw mechanism functions simultaneously on both the left and right tables, and the drive cylinder support 62 moves in the axial direction. As a result, the second cylinder 13 a moves in the axial direction with respect to the first disk 11.
[0051]
Since the first shaft 70 and the second shaft 76 rotate in the opposite direction by the same amount, the drive cylinders on both sides move by the same amount in the opposite direction (in the same direction with respect to the reel) in the opposite direction. That is, both drive cylinders approach the reel at the same time or move away from the reel.
[0052]
As described above, the shafts 70 and 76 and the gears 80 and 82 are slidable. This sliding movement occurs when the guide table 42 moves relative to the apparatus base 30. This sliding ensures the meshing state of both gears even when the guide table 42 moves.
[0053]
The conducting wire is supplied from a nozzle (not shown) installed in the vicinity of the reel 1. The nozzle is composed of, for example, two pairs of rollers arranged orthogonal to each other, and the conductive wire is supplied to the winding frame 1 through a gap between these rollers. The nozzle is movable relative to the reel 1 by an actuator (not shown), and reciprocates in the reel rotation axis direction (BB direction in FIG. 7). By this reciprocation, the supply direction of the conducting wire W is changed, and the conducting wire W can move from one row to the next row.
[0054]
As shown in FIG. 7, the winding frame 1 is sandwiched by flanges 12 from both end portions in the axial direction. NC operation claw 7 and cam operation claw 8 protrude in the axial direction through the through-hole of flange 12.OrWith this, the shape of the conducting wire W is defined.
[0055]
FIG. 7 shows a case where a row of conductors W is formed in the direction A in the drawing from the right side to the left side in the drawing. During this operation, the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 on the right side in the drawing are shown. The tip surface is flush with the end surface of the right flange 12. On the other hand, the tip surfaces of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 on the left side in the figure are formed when either one of them forms a gap for receiving the next line of conductive wires W, that is, in FIG. In the state indicated by, the other restrains the conductive wire W in the state indicated by E in FIG.
[0056]
Next, with reference to FIG. 8 to FIG. 10, the operation of winding a conductor by the winding machine of this embodiment will be described. In the present embodiment, the coil is formed using a flat wire that is a conducting wire having a rectangular cross section. 8A shows a CC cross section of the reel 1 of FIG. 7, and FIGS. 8B, 8C, 9 and 10 show that the reel 1 is rotated from the state of FIG. 8A. The state of contact between the leading end surfaces of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 and the wound conductive wire W at each timing in this case is shown. 8 to 10, the tip surfaces of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 are shown by a stitch pattern in contact with the wound conductive wire W, and are not in contact with the conductive wire W. The tip surface floating from the side is shown in white. The portion indicated by hatching in the conductive wire W in FIGS. 8 to 10 indicates the portion facing the viewer side in the reel 1 of FIG. 7, that is, the portion that is next to the winding start portion of the conductive wire W, In this portion, the column is changed from a certain column (for example, the nth column) to the next column (for example, the (n + 1) th column).
[0057]
In FIG. 8A, a conducting wire whose tip is clamped by an appropriate clamp portion (not shown) provided on one side of the flange 12 is wound around a winding frame 1 that rotates clockwise in the drawing. Now, in a state where the rotation angle is 0 degree, the NC operation claw 7 is in the protruding position, and presses the side surface of the portion of the conducting wire W that has already been wound around the winding frame 1. On the other hand, the cam operating claw 8 located on the upper side of the reel 1 that is forward (counterclockwise in the figure) with respect to the contact point between the unwound portion of the conducting wire W and the reel 1 has moved backward. Is in a state. As a result, the conductor W in the next row is received between the front end surface of the cam operation claw 8 and the flange 12 or between the front end surface of the cam operation claw 8 and the side surface of the conductor W already wound. A gap is formed for this purpose.
[0058]
Therefore, in the state of FIG. 8B in which the reel 1 is rotated by 45 degrees, the lead wire that has already been wound up between the front end surface of the cam operation claw 8 and the flange 12 or the front end surface of the cam operation claw 8. Between W, the next row of conductors W is accepted.
[0059]
Next, when the rotation angle reaches 75 degrees, the ON portion of the outer ring cam 208 of the first disk 11 pushes the cam follower 35, so that the cam operation pawl 8 is driven in the protruding direction. As a result, in the state shown in FIG. 8C in which the reel 1 is rotated 90 degrees, the tip of the cam operating claw 8 comes into contact with the side surface of the conducting wire W that has already been wound. At this time, the front end surface of the cam operation claw 8 and the front end surface of the NC operation claw 7 are both in a protruding state, and both are in the same position in the axial direction.
[0060]
In the state of FIG. 9A in which the reel 1 is rotated 135 degrees, the relationship between the tip surface of the cam operation claw 8 and the NC operation claw 7 does not change.
[0061]
When the rotation angle reaches 165 degrees, the firstActuator 17As a result of this action, the NC operation claw 7 starts to retract, and the tip surface of the NC operation claw 7 is in a position where it is fully retracted in the state of FIG. As a result, the conductor W in the next row is received between the tip surface of the NC operation claw 7 and the flange 12 or between the tip surface of the NC operation claw 7 and the side surface of the conductor W already wound. For this reason, a gap is formed.
[0062]
Here, during the retreating operation of the NC operation claw 7, the cam operation claw 8 must maintain the position of the tip surface thereof. This operation is realized by the height of the outer ring cam 208 with respect to the cam follower 35 shifting from the neutral position to the on position.
[0063]
In the state of FIG. 9C in which the reel 1 is rotated by 225 degrees, the leading end surface of the NC operation claw 7 and the flange 12 or the leading end surface of the NC operation claw 7 and the wire W that has already been wound. In between, the next row of conductors W is accepted. At this time, the distal end surface of the cam operation pawl 8 is in front of the distal end surface of the NC operation pawl 7.
[0064]
In the state of FIG. 10A in which the reel 1 is rotated by 270 degrees, the retreating NC operation claw 7 starts moving forward in order to press the side surface of the winding W that has already been wound. Here, during the forward operation of the NC operation claw 7, the position of the tip surface of the cam operation claw 8 is maintained so that the cam operation claw 8 already in the advance position does not push the side surface of the wound conductive wire W too much. There must be. This operation is realized by the height of the outer ring cam 208 with respect to the cam follower 35 shifting from the on position to the neutral position. This transition is completed at the timing of the rotation angle of 285 degrees, and as a result, the leading end surface of the cam operating claw 8 and the leading end surface of the NC operating claw 7 are both in the state of pushing the lead wire W, and both are in the axial direction. In equal position.
[0065]
When the rotation angle becomes 345 degrees through the state of FIG. 10B in which the reel 1 is rotated 315 degrees, the cam operation pawl 8 performs the backward movement operation to prevent interference with the conductor W that has not yet been wound. Start. This operation is realized by the height of the outer ring cam 208 with respect to the cam follower 35 shifting from the neutral position to the reference position. As a result, a gap is formed between the distal end surface of the cam operation pawl 8 and the side surface of the conductive wire W that has already been wound to receive the conductive wire W in the next row.
[0066]
In this way, the state shifts to the state shown in FIG. Here, winding of the rearrangement portion indicated by hatching is performed, but at this time, the NC operation claw 7 is in a protruding state and restrains the conducting wire W, so that the positional deviation or collapse of the conducting wire W is particularly likely to occur. Even in the rearrangement portion, which is a portion, this displacement and collapse can be effectively prevented. In this way, these operations are repeated thereafter. As the winding frame 1 rotates, the absolute positions of the cam operation claw 8 and the NC operation claw 7 with respect to the winding frame 1 are gradually retracted by a dimension corresponding to the thickness of the conducting wire W per rotation. When the winding of the first layer is completed, the second layer and the third layer are wound thereon. When the predetermined number of layers are wound, the winding process is completed.
[0067]
The relationship between the rotation angle in these series of steps and the operation of the NC operation claw 7 and the cam operation claw 8 is shown in FIG.
[0068]
When the winding process is completed, one of the flanges 12 is removed from the winding frame 1, and the other cam operation claw 8 and NC operation claw 7 are advanced together to remove the coil from the winding frame 1. At this time, the advancement of the cam operation claw 8 and the NC operation claw 7 can be realized by operating only the first actuator 17.
[0069]
As described above, in the present embodiment, the tip surface that is the point of action of the NC operation claw 7 that is the first guide member has the winding wire 1 or the lower conductive layer already wound around the winding frame 1 and the winding wire before winding. When crossing the contact point with the conductive wire W, the tip surface of the NC operation claw 7 recedes to form a gap for receiving the next row of the conductive wire W, and the cam operation claw 8 as the second guide member Is kept in contact with the conductor W.
[0070]
On the other hand, when the distal end surface, which is the point of action of the cam operating claw 8 as the second guide member, crosses the contact point, the distal end surface of the cam operating claw 8 recedes to connect the conductor W in the next row. A clearance for receiving is formed, and the NC operation claw 7 as the first guide member is kept in contact with the conductor W.
[0071]
As described above, in this embodiment, even when one guide member forms a gap for receiving the next row of conductive wires W, the relationship that the other guide member restrains the conductive wires W is repeated alternately. Therefore, the winding position deviation of the conducting wire is prevented. As a result, the number of columns in each layer can be ensured, and the entire coil can also be accurately shaped.
[0072]
In this embodiment, the driving means protrudes the NC operation claw 7 as the first guide member.OrThe cam actuator claw 8 as the second guide member protrudes from the NC actuator claw 7 with the first actuator 17 as the first drive means for retreating.OrIn addition to the effect of the first aspect of the present invention, the NC operation pawl 7 and the cam operation are activated by operating only the first actuator 17 in addition to the effect of the first aspect of the invention. Projecting the nail 8 togetherOrIt is possible to perform a backward movement, and such a movement can be used in the scene of removing the coil after winding.
[0073]
In this embodiment, the outer ring cam 208 as the second driving means protrudes the cam operating claw 8 as the second guide member.OrThree levels of "ON position", "Neutral position" and "Reference position" in the backward directionLet me correspondSince it is determined to be displaced, there are three types of postures: a posture in which the tip portion of the cam operation claw 8 protrudes from the tip portion of the NC operation claw 7 as the first guide member, a side-by-side posture, and a retracted posture. Can be realized by relatively simple means.
[0074]
Further, in the present embodiment, the timing at which the return of the NC operation claw 7 or the cam operation claw 8 that has been retracted to the protruding position is completed is substantially the same as the reception of the lead wire W into the gap (rotation angle of 90 degrees). In addition, the configuration is such that it is after the acceptance of the lead wire W into the gap (state of rotation angle 285 degrees), but the timing of the completion of the return is any time as long as it is the same as or after the acceptance of the lead wire W into the gap. The timing of In addition, if this timing is too early, there is a high possibility that the acceptance of the conductor W will fail. On the other hand, if this timing is delayed, the lead wire W can be reliably received, but the risk of damaging the coating layer of the lead wire W increases.
[0075]
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to a winding machine configured to wind the conductive wire W by the winding frame 1 rotating is described. However, in the present invention, the nozzle for supplying the winding W is wound. The present invention can also be applied to a winding machine that revolves around the frame 1 and a winding machine that revolves around the winding frame 1 and the nozzle.
[0076]
In the case of a configuration in which the conducting wire W is wound by rotating the reel 1, the driving means in the present invention mechanically applies the rotational force of the reel so that the guide member operates in conjunction with the rotation of the reel. It is preferable to use mechanical element means for converting the movement of the guide member, and in particular, it is sufficient to include a cam that defines the operation required for the guide member and a cam follower that follows the cam. Is not limited to the above embodiment.
[0077]
The cam is provided on a rotating member that rotates together with the reel, the cam follower does not rotate with the reel, the cam surface of the cam surrounds the reel rotating shaft, and the two guide members It is particularly preferred that one of the guide members is attached to the rotating member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a winding machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the winding machine.
FIG. 3 is a plan view of the winding machine.
FIG. 4 is a view showing a mechanism of a winding machine.
FIG. 5 is a side view showing a first disc.
FIG. 6 is a view showing profiles of an outer ring cam and an inner ring cam of the first disk.
FIG. 7 is a front view showing a coil winding process.
FIGS. 8A to 8C are side views showing a coil winding process. FIGS.
FIGS. 9A to 9C are side views showing a coil winding process. FIGS.
FIGS. 10A to 10C are side views showing a coil winding process. FIGS.
FIG. 11 is a table showing the relationship between the coil winding process and the operation of the NC operation claw / cam operation claw.
[Explanation of symbols]
1 reel, 3 rotating shaft, 5 motor, 7 NC operation claw, 8 cam operation claw, 11 first disk, 12 flange, 13 drive link, 13a second cylinder, 15 conversion link, 17 first actuator, 21 second Actuator, 23 control unit, 35 cam follower, 208 outer ring cam, W conductor.

Claims

A winding machine that forms a coil by winding a conducting wire around a rotating reel ,
Provided on both sides of the bobbin rotating shaft, the winding frame and synchronized rotation, abut the spool rotation axis on lead wound around the winding frame, the first and second guide defining a winding position Members,
An actuator for integrally moving the first and second guide members in the reel rotation axis direction;
A ring cam that rotates synchronously with the reel and drives the second guide member to move relative to the first guide member in the reel rotation axis direction;
Have
By controlling the actuator and ring cam,
A posture in which the first and second guide members simultaneously restrain the conductor;
Of the first and second guide members, one guide member restrains the conducting wire and the other guide member retracts from the conducting wire,
Winding machine, wherein a can be obtained as desired.

The winding machine according to claim 1,
Ring cam has a second guide member, relative to the first guide member, the winding machine characterized by driving dynamic so as to be displaced in three stages of the protruded position, aligned posture and a retracted posture.